JPH01307285A - パルスガスレーザ - Google Patents
パルスガスレーザInfo
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- JPH01307285A JPH01307285A JP13750688A JP13750688A JPH01307285A JP H01307285 A JPH01307285 A JP H01307285A JP 13750688 A JP13750688 A JP 13750688A JP 13750688 A JP13750688 A JP 13750688A JP H01307285 A JPH01307285 A JP H01307285A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、放電電極対間（以下放電空間）のレーザガス
を電離させるためにコロナ予備電離方式を用いた高効率
、長寿命なパルスガスレーザに関するものである。
を電離させるためにコロナ予備電離方式を用いた高効率
、長寿命なパルスガスレーザに関するものである。
（従来の技術）
レーザガスの電離にコロナ予備電離方式を用いた従来の
パルスガスレーザの一例を第４図に示移行型励起回路を
用い、レーザガスの電離にコロナ予備電離器を用いてい
る。このパルスガスレーザで用いているコロナ予備電離
器は、放電面から背面に向かって開けられた多数の貫通
穴を持つ第１の放電電極（以下予備電離側電極）１１と
、この予備電離側電極１１の背面に設置され、予備電離
側電極１１と対向する面にコロナ予備電離電極１０を持
つ誘電体１２とから構成されている。さらに、コロナ予
備電離電極１０と第２の放電電極（以下高電圧側電極）
１３が接続されている。このパルスガスレーザにおいて
、レーザ発振を行わせるためには、スパークギャップ１
θを導通させ充電用コンデンサ１４の充電エネルギーを
ピーキングコンデンサ１５に移行させる。この時、コロ
ナ予備電離電極１０と予備電離側電極１１との間に放電
電極対間の印加電圧であるピーキングコンデ４ンサ１５
間の端子間電圧が印加される。このため、誘電体１２の
予備電離側電極１１側の面にコロナ放電が生じ紫外線が
発生する。この紫外線が得ることができる。
パルスガスレーザの一例を第４図に示移行型励起回路を
用い、レーザガスの電離にコロナ予備電離器を用いてい
る。このパルスガスレーザで用いているコロナ予備電離
器は、放電面から背面に向かって開けられた多数の貫通
穴を持つ第１の放電電極（以下予備電離側電極）１１と
、この予備電離側電極１１の背面に設置され、予備電離
側電極１１と対向する面にコロナ予備電離電極１０を持
つ誘電体１２とから構成されている。さらに、コロナ予
備電離電極１０と第２の放電電極（以下高電圧側電極）
１３が接続されている。このパルスガスレーザにおいて
、レーザ発振を行わせるためには、スパークギャップ１
θを導通させ充電用コンデンサ１４の充電エネルギーを
ピーキングコンデンサ１５に移行させる。この時、コロ
ナ予備電離電極１０と予備電離側電極１１との間に放電
電極対間の印加電圧であるピーキングコンデ４ンサ１５
間の端子間電圧が印加される。このため、誘電体１２の
予備電離側電極１１側の面にコロナ放電が生じ紫外線が
発生する。この紫外線が得ることができる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、コロナ予備電離を用いた従来のパルスガスレ
ーザにおいては、コロナ予備電離器に印加される電圧は
ピーキングコンデンサの端子間電圧である。このピーキ
ングコンデンサの端子間電圧は、充電用コンデンサの充
電エネルギーが充電用コンデンサとピーキングコンデン
サ間に存在する浮遊インダクタＬを通してピーキングコ
ンデンサへ移行することにより生じ、充電用コンデンサ
と浮遊インダクタＬとピーキングコンデンサの容量で決
まる時定数でゆっくり立ち上がる。このため、スパーク
ギャップが導通してからコロナ放電が起きる電圧に立ち
上がるまでに時間がかかり、コロナ放電の発生からレー
ザガスのブレークダウンまでの時間が短く、コロナ放電
に注入されるエネルギーも小さくなる。その結果、コロ
ナ放電で発生する紫外線の発生量が少なく放電空間の電
離量が不足し、レーザ励起の放電にアーク放電が多発し
、レーザ発振の効率が低下する。さらに、多ルスガスレ
ーザを提供することである。
ーザにおいては、コロナ予備電離器に印加される電圧は
ピーキングコンデンサの端子間電圧である。このピーキ
ングコンデンサの端子間電圧は、充電用コンデンサの充
電エネルギーが充電用コンデンサとピーキングコンデン
サ間に存在する浮遊インダクタＬを通してピーキングコ
ンデンサへ移行することにより生じ、充電用コンデンサ
と浮遊インダクタＬとピーキングコンデンサの容量で決
まる時定数でゆっくり立ち上がる。このため、スパーク
ギャップが導通してからコロナ放電が起きる電圧に立ち
上がるまでに時間がかかり、コロナ放電の発生からレー
ザガスのブレークダウンまでの時間が短く、コロナ放電
に注入されるエネルギーも小さくなる。その結果、コロ
ナ放電で発生する紫外線の発生量が少なく放電空間の電
離量が不足し、レーザ励起の放電にアーク放電が多発し
、レーザ発振の効率が低下する。さらに、多ルスガスレ
ーザを提供することである。
（課題を解決するための手段）
本願第１の発明によるパルスガスレーザは、充電用コン
デンサとスイッチング素子が直列に接続しているスイッ
チ回路とこのスイッチ回路に並列に接続しているピーキ
ングコンデンサとから成る容量移行型励起回路と、レー
ザ励起の放電を得るためのピーキングコンデンサと並列
に接続している高電圧側電極と予備電離側電極から成る
一対の放電電極対と、放電空間のレーザガスを予備電離
させるためのコロナ予備電離器を備え、前記スイッチ回
路の２個の端子と前記ピーキングコンデンサの２個の端
子間を各々つなぐ第１及び第２の電流経路の内、少なく
とも一方の電流経路を通さずに新たに付加した付加電流
経路によりスイッチ回路とコロナ予備電離器とを並列に
接続したことを特徴としている。
デンサとスイッチング素子が直列に接続しているスイッ
チ回路とこのスイッチ回路に並列に接続しているピーキ
ングコンデンサとから成る容量移行型励起回路と、レー
ザ励起の放電を得るためのピーキングコンデンサと並列
に接続している高電圧側電極と予備電離側電極から成る
一対の放電電極対と、放電空間のレーザガスを予備電離
させるためのコロナ予備電離器を備え、前記スイッチ回
路の２個の端子と前記ピーキングコンデンサの２個の端
子間を各々つなぐ第１及び第２の電流経路の内、少なく
とも一方の電流経路を通さずに新たに付加した付加電流
経路によりスイッチ回路とコロナ予備電離器とを並列に
接続したことを特徴としている。
次に、本願第２の発明による゛パルスガスレーザは、上
記のパルスガスレーザにおいて、さらに第１及び第２の
電流経路の内、少な（とも前記付加電流経路を含む閉回
路に含まれない方の電流経路に新たにインダクタ（以下
付加インダクタ）を付加したことを特徴としている。
記のパルスガスレーザにおいて、さらに第１及び第２の
電流経路の内、少な（とも前記付加電流経路を含む閉回
路に含まれない方の電流経路に新たにインダクタ（以下
付加インダクタ）を付加したことを特徴としている。
（作用）
一般に、コロナ予備電離器は誘電体を挾んで対向する面
に電極を設置した構造に成っているためにコンデンサ（
以下等価コンデンサ）と見なすことができる。
に電極を設置した構造に成っているためにコンデンサ（
以下等価コンデンサ）と見なすことができる。
このため、本発明によるパルスガスレーザにおいて、ス
イッチング素子を導通すると、付加電流経路とコロナ予
備電離器との直列回路に充電用コンデンサの端子間電圧
が急激に印加され、直列につながれた充電用コンデンサ
と充電用コンデンサとコロナ予備電離器間の浮遊インダ
クタと、等測的にコンデンサであるコロナ予備電離器と
で構成される閉回路での過度現象で、急激にピーク値の
高い電流が流れ、立ち上がりが速（ピーク値の高い電圧
がコロナ予備電離器に発生し、短時間のうちにコロナ放
電が始まる。さらに、ピーク値の高い電流が流れるため
コロナ放電に注入されるエネルギーが大きい。この結果
、放電空間に長時間強度の強い紫外線が照射され、レー
ザガスの電離が強く、かつ均一に行われ、レーザ励起の
放電時に発生するアーク放電が抑制され、効率よくレー
ザ出力を得ることができ、アーク放電の発生によるレー
ザガスの劣化が抑えられる。
イッチング素子を導通すると、付加電流経路とコロナ予
備電離器との直列回路に充電用コンデンサの端子間電圧
が急激に印加され、直列につながれた充電用コンデンサ
と充電用コンデンサとコロナ予備電離器間の浮遊インダ
クタと、等測的にコンデンサであるコロナ予備電離器と
で構成される閉回路での過度現象で、急激にピーク値の
高い電流が流れ、立ち上がりが速（ピーク値の高い電圧
がコロナ予備電離器に発生し、短時間のうちにコロナ放
電が始まる。さらに、ピーク値の高い電流が流れるため
コロナ放電に注入されるエネルギーが大きい。この結果
、放電空間に長時間強度の強い紫外線が照射され、レー
ザガスの電離が強く、かつ均一に行われ、レーザ励起の
放電時に発生するアーク放電が抑制され、効率よくレー
ザ出力を得ることができ、アーク放電の発生によるレー
ザガスの劣化が抑えられる。
さらに、第１及び第２の電流経路の少なくとも一方に付
加インダクタを付加すると、付加インダクタにより充電
用コンデンサからピーキングコンデンサへの充電エネル
ギーの移行時間が延びる。
加インダクタを付加すると、付加インダクタにより充電
用コンデンサからピーキングコンデンサへの充電エネル
ギーの移行時間が延びる。
この結果、付加インダクタの大きさにより、レーザガス
がブレークダウンするまでの時間を変えることができ、
ガスレーザの種類により最適なレーザガスの電離時間を
設定することが可能となる。
がブレークダウンするまでの時間を変えることができ、
ガスレーザの種類により最適なレーザガスの電離時間を
設定することが可能となる。
（実施例）
次に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は、第１の発明番用いたパルスガスレーザの一実
施例を示す構成図である。第２図は、第１図に示したパ
ルスガスレーザの励起回路の等価回路を示している。第
３図は、第２の発明を用いたパルスガスレーザの一実施
例の励起回路の等価回路を示している。
施例を示す構成図である。第２図は、第１図に示したパ
ルスガスレーザの励起回路の等価回路を示している。第
３図は、第２の発明を用いたパルスガスレーザの一実施
例の励起回路の等価回路を示している。
第１図に構成図を示した第１の発明を用いたパ・ＭＬ’
スガスレーザは、第４図に示した従来のパルスガスレー
ザと異なり、直列につないだ充電用コンデンサ５とスイ
ッチング素子であるサイラトロン７から成るスイッチ回
路とピーキングコンデンサ６をつなぐ第１の電流経路Ｂ
１Ｆ及び第２の電流経路Ｅ、Ｄの内、第１の電流経路Ｂ
、Ｆを通さず、スイッチング回路とコロナ予備電離器と
を新たに付加した付加電流経路８１Ｃでつないでいる。
スガスレーザは、第４図に示した従来のパルスガスレー
ザと異なり、直列につないだ充電用コンデンサ５とスイ
ッチング素子であるサイラトロン７から成るスイッチ回
路とピーキングコンデンサ６をつなぐ第１の電流経路Ｂ
１Ｆ及び第２の電流経路Ｅ、Ｄの内、第１の電流経路Ｂ
、Ｆを通さず、スイッチング回路とコロナ予備電離器と
を新たに付加した付加電流経路８１Ｃでつないでいる。
さらに、第３図に励起回路の等価回路を示した第２の発
明を用いたパルスガスレーザは、第１図に構成図を示し
た第１の発明を用いたパルスガスレーザのスイッチ回路
とピーキングコンデンサ６をつなぐ第１の電流経路Ｂ、
Ｆに新たに付加インダクタ９を付加している。
明を用いたパルスガスレーザは、第１図に構成図を示し
た第１の発明を用いたパルスガスレーザのスイッチ回路
とピーキングコンデンサ６をつなぐ第１の電流経路Ｂ、
Ｆに新たに付加インダクタ９を付加している。
この第１及び第２の発明によるパルスガスレーザにおい
て、サイラトロン７を導通させると、コロナ予備電離器
に流れる電流は、第２図及び第３図の等価回路に示した
ように付加電流経路Ｂ１Ｃを通しＢ１Ｃ１Ｄ、Ｅ、Ａで
示した経路で流れ、第１の電流経路８１Ｆを通らない。
て、サイラトロン７を導通させると、コロナ予備電離器
に流れる電流は、第２図及び第３図の等価回路に示した
ように付加電流経路Ｂ１Ｃを通しＢ１Ｃ１Ｄ、Ｅ、Ａで
示した経路で流れ、第１の電流経路８１Ｆを通らない。
このため、上にコロナ放電が始まる。さらに、ピーク値
の高い急激な電流が流れるため、コロナ放電に注入され
るエネルギーが大きく、コロナ放電で発生する紫外線の
強度が強くなり、長時間放電空間のレーザガスに照射さ
れる。この結果、レーザガスの電離が均一にかつ強く行
われ、レーザ励起の放電時に発生するアーク放電が抑え
られ、効率よくレーザ出力を得ることができ、アーク放
電の発生によるレーザガスの劣化が抑制される。さらに
、第２の発明によるパルスガスレーザでは、第３図の励
起回路の等価回路に示したように、充電用コンデンサ５
とピーキングコンデンサ６を結ぶ第１の電流経路８１Ｆ
に付加インダクタ８を付加しているため、ピーキングコ
ンデンサ６の端子間電圧の立ち上がりを遅（することが
できる。このため、コロ □す放電が開始してからレ
ーザガスがブレークダウンするまでの時間を付加インダ
クタ９の大きさで変えることができ、ガスレーザの種類
により最適なレーザガスの電離時間を設定することが可
能である。
の高い急激な電流が流れるため、コロナ放電に注入され
るエネルギーが大きく、コロナ放電で発生する紫外線の
強度が強くなり、長時間放電空間のレーザガスに照射さ
れる。この結果、レーザガスの電離が均一にかつ強く行
われ、レーザ励起の放電時に発生するアーク放電が抑え
られ、効率よくレーザ出力を得ることができ、アーク放
電の発生によるレーザガスの劣化が抑制される。さらに
、第２の発明によるパルスガスレーザでは、第３図の励
起回路の等価回路に示したように、充電用コンデンサ５
とピーキングコンデンサ６を結ぶ第１の電流経路８１Ｆ
に付加インダクタ８を付加しているため、ピーキングコ
ンデンサ６の端子間電圧の立ち上がりを遅（することが
できる。このため、コロ □す放電が開始してからレ
ーザガスがブレークダウンするまでの時間を付加インダ
クタ９の大きさで変えることができ、ガスレーザの種類
により最適なレーザガスの電離時間を設定することが可
能である。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明によるパルスガスレーザでは
高効率でレーザ出力が得られ、レーザガスの劣化も少な
く長寿命になる。
高効率でレーザ出力が得られ、レーザガスの劣化も少な
く長寿命になる。
第１図は第１の発明の一実施例であるパルスガスレーザ
の構成図、第２図は第１図に示したパルスガスレーザの
等価回路、第３図は第２の発明の一実施例であるパルス
ガスレーザの励起回路の等価回路、第４図は従来のパル
スガスレーザの構成図である。 図において、 １．１０・・・コロナ予備電離電極、 ２．１１・・・予備電離側電極、 ３．１２・・・誘電体、 ４．１３・・・高電圧側電極
、５．１４・・・充電用コンデンサ、 ６．１５・・・ピーキングコンデンサ、７・・・サイラ
トロン、 ８・・・等価コンデンサ、９・・・付加イン
ダクタ、１６・・・スパークギャップ、である。 特許出願人 工業技術院長 飯塚 幸三第３図 浮遊インダクタ 臼 罠 −〇 を 井 へ 区
の構成図、第２図は第１図に示したパルスガスレーザの
等価回路、第３図は第２の発明の一実施例であるパルス
ガスレーザの励起回路の等価回路、第４図は従来のパル
スガスレーザの構成図である。 図において、 １．１０・・・コロナ予備電離電極、 ２．１１・・・予備電離側電極、 ３．１２・・・誘電体、 ４．１３・・・高電圧側電極
、５．１４・・・充電用コンデンサ、 ６．１５・・・ピーキングコンデンサ、７・・・サイラ
トロン、 ８・・・等価コンデンサ、９・・・付加イン
ダクタ、１６・・・スパークギャップ、である。 特許出願人 工業技術院長 飯塚 幸三第３図 浮遊インダクタ 臼 罠 −〇 を 井 へ 区
Claims (2)
- （１）充電用コンデンサとスイッチング素子とが直列に
接続しているスイッチ回路と前記スイッチ回路に並列に
接続しているピーキングコンデンサとから成る容量移行
型励起回路と前記ピーキングコンデンサに並列に接続し
、レーザ励起の放電を得るための第１及び第２の放電電
極から成る一対の放電電極対と、前記放電電極対間（以
下放電空間）のレーザガスを予備電離させるコロナ予備
電離器とを備えたパルスガスレーザにおいて、前記スイ
ッチ回路の二つの端子と前記ピーキングコンデンサの二
つの端子との間を各々つなぐ第１及び第２の電流経路の
内、少なくとも一方の前記電流経路を通さずに前記スイ
ッチ回路と前記コロナ予備電離器とを新たに付加した付
加電流経路で並列に接続したことを特徴とするパルスガ
スレーザ。 - （２）充電用コンデンサとスイッチング素子とが直列に
接続しているスイッチ回路と前記スイッチ回路に並列に
接続しているピーキングコンデンサとから成る容量移行
型励起回路と前記ピーキングコンデンサに並列に接続し
、レーザ励起の放電を得るための第１及び第２の放電電
極から成る一対の放電電極対と、放電空間のレーザガス
を予備電離させるコロナ予備電離器とを備えたパルスガ
スレーザにおいて、前記スイッチ回路の二つの端子と前
記ピーキングコンデンサの二つの端子との間を各々つな
ぐ第１及び第２の電流経路の内、少なくとも一方の前記
電流経路に付加インダクタを接続し、該電流経路を通さ
ずに前記スイッチ回路と前記コロナ予備電離器とを新し
く付加した付加電流経路で並列に接続したことを特徴と
するパルスガスレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13750688A JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13750688A JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307285A true JPH01307285A (ja) | 1989-12-12 |
| JPH0529314B2 JPH0529314B2 (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=15200258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13750688A Granted JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307285A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190785A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
| JPS62190786A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP13750688A patent/JPH01307285A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190785A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
| JPS62190786A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529314B2 (ja) | 1993-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |